耿雪峰 薛小龍

摘 要：無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一門新興的綜合學(xué)科，它在對(duì)被檢測(cè)對(duì)象不破壞或不損壞的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析材料內(nèi)部異常結(jié)構(gòu)或者存在缺陷引發(fā)的熱、光等變化，進(jìn)一步對(duì)各種工程材料、零部件、結(jié)構(gòu)件等內(nèi)部缺陷積極探測(cè)，并且準(zhǔn)確評(píng)價(jià)缺陷的類型、性質(zhì)變化。石油化工企業(yè)創(chuàng)造最佳經(jīng)濟(jì)效益的措施就是長(zhǎng)期安全運(yùn)行設(shè)備。在無(wú)損檢測(cè)方法中射線檢測(cè)技術(shù)可以快速辨別工藝中需要優(yōu)化的問(wèn)題，準(zhǔn)確測(cè)量容器內(nèi)固體與高粘度液體料位，迅速明確設(shè)備的內(nèi)漏及檢測(cè)裝置內(nèi)停留物料時(shí)間，對(duì)于解除裝置故障，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮了重要意義。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置 無(wú)損檢測(cè) 射線檢測(cè)

中圖分類號(hào)：F407.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0016-03

1 石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)簡(jiǎn)介

在石油化工裝置建設(shè)過(guò)程中無(wú)損檢測(cè)是一個(gè)關(guān)鍵工序，是確保焊接質(zhì)量的主要手段，利用無(wú)損檢測(cè)，可以對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量情況有效檢查，及時(shí)處理各種超標(biāo)缺陷，并且采取預(yù)防措施，提升焊接質(zhì)量，進(jìn)一步確保工程整體質(zhì)量，為裝置安全運(yùn)行提供保證。裝置無(wú)損檢測(cè)的關(guān)鍵是鍋爐、壓力容器和壓力管道，在總檢測(cè)量中它們的檢測(cè)量之和超過(guò)了80%，裝置在運(yùn)行過(guò)程中它們也是出現(xiàn)最多隱患的部位，因此，在無(wú)損檢測(cè)中屬于重中之重，隨意需要精心策劃?rùn)z測(cè)工作，認(rèn)真對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制，加強(qiáng)管理。石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)工作重點(diǎn)在于檢測(cè)工作量較大，檢測(cè)時(shí)間有限，交叉復(fù)雜的工序，與安裝工作彼此互相干擾；射線損害人體，無(wú)法同步開(kāi)展操作時(shí)間與安裝作業(yè)時(shí)間，對(duì)無(wú)損檢測(cè)進(jìn)度造成了嚴(yán)重的制約，對(duì)檢測(cè)質(zhì)量工作造成了阻礙。

2 無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展和常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法

2.1 無(wú)損檢測(cè)的發(fā)展

2.1.1 無(wú)損檢測(cè)的任務(wù)與挑戰(zhàn)

如今社會(huì)亟需各種安全保障。很多安全保障的物質(zhì)與基礎(chǔ)都是無(wú)損檢測(cè)。我國(guó)無(wú)損檢測(cè)事業(yè)發(fā)展迅速。管理人員、技術(shù)人員、操作人員，甚至決策人員也開(kāi)始慢慢接受了無(wú)損檢測(cè)理念，而檢測(cè)理念也由單純的從發(fā)展缺陷為目的轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)損評(píng)價(jià)和質(zhì)量控制。其隊(duì)伍正在不斷地發(fā)展，逐漸壯大。研究和引進(jìn)檢測(cè)有關(guān)理論及新技術(shù)方法，開(kāi)發(fā)智能化、自動(dòng)化的檢測(cè)無(wú)損儀器，檢測(cè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，日益壯大的實(shí)力。

發(fā)展無(wú)損檢測(cè)水平是國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的主要標(biāo)志。雖然我國(guó)在無(wú)損檢測(cè)方面獲得了很大的進(jìn)步，科室總體水平還不夠高，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距還是很大的。研究和應(yīng)用新技術(shù)并未充分普及，在培養(yǎng)高級(jí)人才問(wèn)題上差距太大，由于過(guò)分地追求近期經(jīng)濟(jì)效益，導(dǎo)致投入無(wú)損檢測(cè)有關(guān)基礎(chǔ)研究遠(yuǎn)比發(fā)達(dá)國(guó)家少。為了保證我國(guó)持續(xù)發(fā)展無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，必須重視以上問(wèn)題。此外，持續(xù)擴(kuò)大的無(wú)損檢測(cè)對(duì)象和積極提高的無(wú)損檢測(cè)要求，也形成了不少具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。

2.1.2 為國(guó)家需求積極服務(wù)

WTO的加入，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速匯聚到全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中。與此同時(shí)，國(guó)外投資嚴(yán)格要求產(chǎn)品質(zhì)量與高度重視保護(hù)環(huán)境也促使了逐漸更新?lián)Q代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。為了能夠?yàn)閲?guó)家提供更好的服務(wù)需求，發(fā)展無(wú)損檢測(cè)的基本推動(dòng)力是以應(yīng)用目標(biāo)為導(dǎo)向。在全球經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展的狀態(tài)下，前進(jìn)的速度慢了也就意味著退步。責(zé)任感和使命感推動(dòng)大家持有更加明確的目標(biāo)投入工作。從整體上分析，盡管我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大，但我國(guó)無(wú)損檢測(cè)正在接軌于國(guó)際的發(fā)展，這也是很顯著的成績(jī)。

微電子技術(shù)、處理數(shù)字信號(hào)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等突破性發(fā)展推動(dòng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)。它們的進(jìn)步發(fā)展，既對(duì)傳統(tǒng)無(wú)損檢測(cè)提出了非常嚴(yán)格的要求，也為發(fā)展無(wú)損檢測(cè)技術(shù)提供了很強(qiáng)的基礎(chǔ)。尤為關(guān)鍵的是，由此產(chǎn)生的國(guó)際產(chǎn)業(yè)大轉(zhuǎn)移推進(jìn)中國(guó)制造業(yè)形成了極大的發(fā)展空間。我國(guó)已經(jīng)出臺(tái)了發(fā)展成為國(guó)際制造中心的政策，勢(shì)必為發(fā)展無(wú)損檢測(cè)事業(yè)制造非常好的機(jī)會(huì)。制造大國(guó)若缺少了較高水平的無(wú)損檢測(cè)，就無(wú)法成為制造強(qiáng)國(guó)。

2.1.3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)

促進(jìn)我國(guó)發(fā)展無(wú)損檢測(cè)事業(yè)，必須對(duì)其進(jìn)行研和開(kāi)發(fā)。具體指針對(duì)某一對(duì)象的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方法的研究、與無(wú)損檢測(cè)有關(guān)的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)無(wú)損檢測(cè)設(shè)備等。從這個(gè)意義上來(lái)看，無(wú)損檢測(cè)是一門具有較強(qiáng)交叉性的綜合多種學(xué)科的技術(shù)，與其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展緊密相連。

現(xiàn)如今，很大一部分無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的原理采用的某些物理效應(yīng)。無(wú)損檢測(cè)過(guò)程是首先通過(guò)探測(cè)信號(hào)攜帶物體內(nèi)部信息，然后在接收信號(hào)中獲取信息，最后得出結(jié)論。所以一定要有效重視兩個(gè)方面：（1）怎樣通過(guò)探測(cè)信號(hào)帶出信息，（2）怎樣從信號(hào)中獲得信息。在信息科學(xué)中的不少成功經(jīng)驗(yàn)都引入到無(wú)損檢測(cè)之中；反之，在無(wú)損檢測(cè)中其成功應(yīng)用也會(huì)有效豐富信息科學(xué)的知識(shí)庫(kù)。無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)從傳送信息的角度分析，包含電子線路、處理信息系統(tǒng)、檢測(cè)對(duì)象以及傳感系統(tǒng)三部分。對(duì)于檢測(cè)設(shè)備，抓緊兩頭帶中間，也即是提高傳感系統(tǒng)和處理信號(hào)系統(tǒng)功能應(yīng)成為主要研究方向。將無(wú)損檢測(cè)與現(xiàn)代信息科學(xué)有效結(jié)合，造成無(wú)損檢測(cè)出現(xiàn)飛躍性進(jìn)步。

2.2 常見(jiàn)的無(wú)損檢測(cè)方法

2.2.1 射線檢測(cè)方法

采用射線檢測(cè)方法，指的是通過(guò)各類型射線對(duì)材料投射性能及不同材料吸收、衰減射線的不同程度，使得底片感光成不同黑度的圖像實(shí)行觀察，射線檢測(cè)已是一種可行性的、不可或缺的檢測(cè)材料內(nèi)部缺陷的方法，為很多工業(yè)部門所應(yīng)用。

X射線檢測(cè)是一般常采用的方法，被檢測(cè)物體透過(guò)射線時(shí)，根據(jù)有缺陷部分和無(wú)缺陷部分吸收射線能力不同進(jìn)行判斷，一般情況下是通過(guò)有缺陷部位的射線強(qiáng)度比無(wú)缺陷部位的高，所以利用對(duì)被檢測(cè)物體的穿透射線強(qiáng)度差異，可以對(duì)被測(cè)物體中是否存在缺陷進(jìn)行判斷（圖1）。

2.2.2 超聲檢測(cè)法

在工業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一就是超聲檢測(cè)技術(shù)，也是在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域中研究最活躍的技術(shù)。共陣法、投射法與脈沖反射法在超聲檢測(cè)中應(yīng)用最多。

（1）共陣法應(yīng)用的原理是共振，通過(guò)探頭將超聲波輻射至試件之后，利用不斷調(diào)整聲波的頻率，從而積極改變其波長(zhǎng)，當(dāng)試件的厚度與整數(shù)倍聲波半波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，就會(huì)在試件中形成駐波，然后對(duì)超聲波的頻率和共振次數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，最后計(jì)算試件的厚度。

（2）投射發(fā)是應(yīng)用最早的一種超聲檢測(cè)技術(shù)。其機(jī)理是在試件的兩個(gè)對(duì)立面分別放置發(fā)射探頭與接收探頭，按照超聲波對(duì)試件進(jìn)行穿透獲得變化的能量，有效實(shí)施判斷試件內(nèi)部質(zhì)量，如果試件內(nèi)部無(wú)缺陷，當(dāng)聲波穿透試件后衰減小，那么獲得較強(qiáng)的接收信號(hào)；若是試件內(nèi)部有小的缺陷，聲波部分在傳播過(guò)程中被缺陷遮擋，使得其在缺陷之后產(chǎn)生了陰影，而接收探頭只可以對(duì)微弱的信號(hào)有效接收；如果試件中缺陷面積大于聲束截面，全部聲束都會(huì)被缺陷遮擋，接收探頭也就接收不到任何發(fā)射信號(hào)。

（3）脈沖反射法。它是目前應(yīng)用最廣的一種超聲波檢測(cè)方法。脈沖反射法是利用在試件內(nèi)超聲脈沖傳播時(shí)，如果遭遇相差較大的聲阻抗介質(zhì)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)反射檢測(cè)，利用一個(gè)探頭當(dāng)作發(fā)射和接收設(shè)備，將接收信號(hào)在探傷儀的熒光屏上顯示，并且按照大小反射波、缺陷及底面有無(wú)和在基軸上的部位對(duì)缺陷的有無(wú)雨大小做進(jìn)一步的有效判斷。

2.2.3 磁粉檢測(cè)法

磁粉檢測(cè)方法是指通過(guò)聚集磁粉體現(xiàn)鐵磁性材料和其工件表面以及近表面缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法，結(jié)合缺陷的漏磁磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁通密度之間的正比關(guān)系，試件的磁化強(qiáng)度和缺陷的位置、尺寸決定了其分布和強(qiáng)度，漏磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，缺陷部位對(duì)磁粉越容易進(jìn)行吸附，此外，內(nèi)部缺陷的漏磁磁場(chǎng)要弱于缺陷的漏磁場(chǎng)，通過(guò)這一方法能夠?qū)θ毕莸男螤睢⒋笮∮行э@示，并且對(duì)缺陷性質(zhì)積極確定。

進(jìn)行磁粉檢測(cè)時(shí)，被檢工件需要被磁化，在磁化過(guò)程中，為獲得較強(qiáng)的缺陷漏磁場(chǎng)，還要盡可能使工件內(nèi)部的磁力線正交缺陷表面。

2.2.4 滲透檢測(cè)

滲透探傷是一種表面缺陷的探傷方法，具體在金屬材料中應(yīng)用，采取的是紅色滲透液或者黃綠色的熒光滲透液，因?yàn)槠錆?rùn)濕功能和毛細(xì)現(xiàn)象而滲入表面開(kāi)口的缺陷，然后被吸附和顯像，經(jīng)過(guò)對(duì)缺陷圖像痕跡的顯示放大，導(dǎo)致可以通過(guò)肉眼對(duì)試件表面的開(kāi)口缺陷積極查找。

3 石油化工裝置中射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 γ射線掃描技術(shù)

3.1.1 γ射線掃描技術(shù)原理

首先，γ射線透過(guò)物體之后其衰減強(qiáng)度服從指數(shù)規(guī)律：

其中，I和I1分別為穿透物體和無(wú)待測(cè)物體過(guò)程中探測(cè)器的γ射線強(qiáng)度， 為質(zhì)量修正吸收系數(shù)。

待測(cè)裝置的兩側(cè)分別是射線源與探測(cè)器，設(shè)計(jì)一個(gè)掃描移動(dòng)裝置推動(dòng)射線源和探測(cè)器沿著裝置同步位移和測(cè)量，也就完成了射線掃描裝置工作。

3.1.2 在塔設(shè)備操作中γ射線掃描技術(shù)的應(yīng)用

在診斷新設(shè)備故障中廣泛應(yīng)用了γ射線掃描技術(shù)。具體是在設(shè)備兩側(cè)同時(shí)放置γ射線源與探測(cè)器，并且保證同步移動(dòng)對(duì)設(shè)備內(nèi)操作介質(zhì)和密度積極檢測(cè)。介質(zhì)密度的不同是由于不同設(shè)備類型的不同位置而形成的，并且吸收γ射線也不一樣。通過(guò)這個(gè)技術(shù)能夠輕易對(duì)一些異常問(wèn)題有效進(jìn)行檢測(cè)，包含：失蹤或者塌陷的塔板、塌陷的填料層、嚴(yán)重起泡沫、脫落的塔板上的人通道板塊等。但是對(duì)于一些不明顯的現(xiàn)象，也很難正確解釋掃描結(jié)果，這不僅要求具有的掃描知識(shí)經(jīng)驗(yàn)必須豐富，了解該設(shè)備的相關(guān)知識(shí)也是必需的。

在塔設(shè)備的故障診斷不僅應(yīng)用了γ射線掃描技術(shù)，可以無(wú)干擾、不停工監(jiān)測(cè)塔設(shè)備。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中的主要設(shè)備，采取經(jīng)常性的γ射線掃描檢查，能夠確保穩(wěn)定與安全的生產(chǎn)，特別是針對(duì)容易腐蝕、具有較大原料波動(dòng)、結(jié)垢的分離塔設(shè)備的運(yùn)行情況，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建設(shè)備歷史操作數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，γ射線掃描技術(shù)還可以實(shí)行有目的的跟蹤并發(fā)現(xiàn)部分主要參數(shù)的變化，可以對(duì)潛在問(wèn)題故障早期發(fā)現(xiàn)并且迅速解決，確保正常開(kāi)展生產(chǎn)。

（1）檢測(cè)塔盤沖落故障。

某個(gè)分流操作存在著異常，為了尋找具體原因，通過(guò)γ射線掃描檢測(cè)該塔，通過(guò)分析可知，波谷位置射線強(qiáng)度在塔盤11、14-15、18層的比其他塔盤要明顯高，說(shuō)明這些塔盤上不常有液體，也許這幾層的塔盤很可能遭遇過(guò)沖翻或者掉落。之后搶修這些設(shè)備時(shí)，檢查該塔發(fā)現(xiàn)，確實(shí)已經(jīng)沖翻了這些層的塔盤。

某常壓塔出現(xiàn)了故障，常一和常二存在著嚴(yán)重的重疊問(wèn)題，從而使得產(chǎn)品質(zhì)量下降，影響了低裝置的經(jīng)濟(jì)效益，因?yàn)樵搹S的主要裝置是常壓塔，一般不會(huì)經(jīng)常實(shí)施搶修工作。為了方便采取對(duì)應(yīng)的措施，可以通過(guò)γ射線掃描檢測(cè)常壓塔故障所在位置。由于分兩次掃描塔盤左右兩邊，每次掃描的情況也不盡相同，比如源與探測(cè)器的距離，所以射線強(qiáng)度無(wú)可比性。正常情況下的塔，每層塔盤都利用射線掃描形成了一個(gè)波峰和波谷。對(duì)于同一次掃描曲線，各個(gè)塔盤應(yīng)具有相當(dāng)?shù)牟ǚ寤蛘卟ü?。通過(guò)分析可知，5-6、7-9層左邊塔盤的波峰和波谷射線強(qiáng)度差值相對(duì)較少，波谷還高于其他塔盤，所以認(rèn)為在這些層的塔盤已經(jīng)出現(xiàn)了沖翻或者掉落問(wèn)題。在對(duì)其實(shí)施搶修時(shí)，證實(shí)塔內(nèi)情況完全符合檢測(cè)結(jié)果。

（2）檢測(cè)診斷液泛故障。

某個(gè)分餾塔塔底油箱沒(méi)有油，無(wú)法找到具體原因，因此利用γ射線掃描檢測(cè)該塔，結(jié)果見(jiàn)圖。通過(guò)分析可知，塔盤3-5層之間射線強(qiáng)度最低，表明這個(gè)區(qū)間出現(xiàn)了大量液體，也就是在該區(qū)域產(chǎn)生了液泛；集油箱正在塔盤下面，射線通過(guò)集油箱的強(qiáng)度極大，表明集油箱無(wú)油或是極少。由此可知，3-5層塔盤之所以形成液泛，僅是因?yàn)樗P或降液管出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象。經(jīng)停工檢修已證實(shí)符合檢測(cè)結(jié)果。

剛檢修完某污水汽提塔，開(kāi)工之后就產(chǎn)生了故障：降低了處理能力，側(cè)線帶液，影響了生產(chǎn)以及環(huán)保。為了查明原因，通過(guò)γ射線檢測(cè)該塔，通過(guò)結(jié)果可知，射線強(qiáng)度在塔盤13-22層之間最低，接近本底值，表明該層塔盤之間有許多液體，即出現(xiàn)了液泛?jiǎn)栴}。經(jīng)車間聯(lián)系檢測(cè)結(jié)果，并科學(xué)地組織進(jìn)行檢修工作，發(fā)現(xiàn)13層降液管已被污泥堵塞。

（3）檢測(cè)診斷泄漏與霧沫夾帶故障。

某催化分餾塔塔頂操作產(chǎn)生了異常，因此通過(guò)γ射線掃描檢測(cè)該塔，通過(guò)分析結(jié)果可知，20-27層塔盤之間出現(xiàn)了較低的波峰，表明這一區(qū)域形成了較大的氣相區(qū)混相密度；20-27層塔盤之間出現(xiàn)了漏液或霧沫夾帶故障；28-29層塔盤之間雖然波峰較低，但波谷也很低，所以屬于正常范圍。在掃描射線的過(guò)程中，一般在某一區(qū)間存在物體，比如厚度較大的法蘭人孔能夠衰減射線強(qiáng)度。

某脫硫塔γ射線掃描檢測(cè)。從塔頂依次向下檢測(cè)掃描，將射線源與探測(cè)器放置在欄桿之外，掃描步長(zhǎng)約20 mm，每點(diǎn)采樣時(shí)間為5s，通過(guò)分析測(cè)量結(jié)果可知，超過(guò)14層塔盤、7-8層塔盤之間測(cè)量的射線強(qiáng)度較低，主要原因是塔內(nèi)存在的人孔，可以認(rèn)為這些塔盤無(wú)故障；11-12層塔盤和5-6層塔盤之間受到管線的影響明顯，射線測(cè)量強(qiáng)度較低，也可以認(rèn)為無(wú)故障；9-10層塔盤可以認(rèn)為受到了嚴(yán)重的霧沫夾帶影響。

3.2 中子背散射測(cè)量技術(shù)

3.2.1 中子背散射原理

在測(cè)量化工反應(yīng)器、容器或管道的壁厚與腐蝕形成的壁厚變化中采用中子背散射技術(shù)，但是其中一定擁有中子慢化劑的物質(zhì)，例如水、酒精、碳?xì)浠衔锏?。中子源發(fā)射出快中子，穿透器壁達(dá)到慢化介質(zhì)。因?yàn)橐后w中其他質(zhì)量數(shù)值原子、中子以及氫原子形成了較大作用截面，所以在慢化介質(zhì)中，快中子漸漸地慢化并實(shí)現(xiàn)熱平衡，從而產(chǎn)生熱中子。

而熱中子會(huì)出現(xiàn)背散射，一部分的反射中的熱中子被器壁吸收。探測(cè)器探測(cè)到了由兩部分組成的熱中子，其一是遭遇器壁及結(jié)焦或者結(jié)垢形成的慢化，這一部分極少，基本能夠忽略；其二是遭遇慢化介質(zhì)的慢化。

在同一側(cè)放置源與探測(cè)器，在方形鐵箱中放入水，這一鐵箱壁厚2mm。鐵箱與探測(cè)器和源緊靠，水和探測(cè)器之間的距離是0，之后逐步將探測(cè)器和水箱之間的距離進(jìn)行改變，并且對(duì)熱中子積極測(cè)量，科學(xué)觀察水和探測(cè)器之間的距離及其影響熱中子計(jì)數(shù)的情況，見(jiàn)圖2。

通過(guò)圖2可知，熱中子強(qiáng)度計(jì)數(shù)隨著水與探測(cè)器間距離的增大而減小，距離和強(qiáng)度之間形成了函數(shù)關(guān)系，類似于γ射線指數(shù)衰變。利用下式表示反射規(guī)律：

因此，對(duì)熱中子強(qiáng)度積極測(cè)量之后可以計(jì)算出水和探測(cè)器之間的距離。

綜合分析可知，探測(cè)器與慢化介質(zhì)間的距離可以利用中子背散射技術(shù)進(jìn)行有效測(cè)量，同時(shí)探測(cè)器與慢化介質(zhì)之間的距離由于結(jié)垢出現(xiàn)了變化，有效利用對(duì)這一距離的測(cè)量就能夠間接對(duì)慢化介質(zhì)料位有效測(cè)量。

3.2.2 在檢測(cè)料位中利用中子背散射技術(shù)

在料位中利用中子背散射技術(shù)，測(cè)量或者檢測(cè)壓力容器器壁結(jié)垢界面，明確降液管中泡沫的高度或液位，明確反應(yīng)器中催化劑料面，明確在填料塔中填料底層頂端和底端的位置等。

中子背散射技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，常利用其對(duì)料位積極測(cè)量，又因?yàn)榇蠖嗬弥凶釉碅m-Be，而這一類型中子源擁產(chǎn)出不可控的中子，如果測(cè)量的反應(yīng)器壁厚相對(duì)較大，就需要擁有較大活度的中子源，增加防護(hù)工作的難度。因此，利用了中子管替代中子源，可以控制中子管輸出中子，并且中子管輸出中子的活度也得到了有效提高。

某廠擁有氣液分離罐和加氫反應(yīng)器，對(duì)液位壓差裝置有可能造成堵塞導(dǎo)壓管的可能性進(jìn)行監(jiān)控，由于無(wú)法立刻停工檢修反應(yīng)體系，所以亟需從外部積極了解裝置內(nèi)料位。該一分離器的壁厚為50mm，反應(yīng)器厚度為100mm，同時(shí)它們形成了較高的壓力操作，對(duì)料位準(zhǔn)確測(cè)量造成了影響。另外，利用中子背散射技術(shù)掃描檢測(cè)氣液分離罐或者加氫反應(yīng)器的料位，沿器壁外中子背散掃描結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖中能夠?qū)α衔粶?zhǔn)確判斷。

3.3 放射性示蹤技術(shù)

當(dāng)前，在石油化工裝置中還擁有放射性示蹤技術(shù)，這是一種被廣泛應(yīng)用的射線檢測(cè)技術(shù)。γ射線掃描和中子背散射技術(shù)歸類于密封源放射技術(shù)，一般僅能從外部測(cè)量設(shè)備。但是，通常比較理想的是可以認(rèn)真了解設(shè)備內(nèi)部介質(zhì)、速率與頻率，可以通過(guò)采用在工藝流程中添加固體、液體或氣體材料對(duì)上述問(wèn)題有效解決。

4 石油化工裝置中射線檢測(cè)技術(shù)的新發(fā)展

4.1 數(shù)字射線照相技術(shù)時(shí)代

4.1.1 數(shù)字射線照相技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了數(shù)字射線照相技術(shù)，之后根據(jù)工業(yè)需求積極改進(jìn)，主要優(yōu)點(diǎn)為其一有利于存檔圖像數(shù)據(jù)；其二方便記錄報(bào)告結(jié)果；其三可以對(duì)信息實(shí)現(xiàn)共享；其四容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)；其五可以自動(dòng)識(shí)別缺陷；其六加強(qiáng)處理數(shù)字；其七不需要消耗品以及化學(xué)藥品；其八曝光時(shí)間短暫。

4.1.2 基本三要素

（1）像素。像素矩陣構(gòu)成了數(shù)字圖像。數(shù)字射線典型照片包含了幾百萬(wàn)像素。當(dāng)前比較流行的數(shù)碼照相也是這樣。事實(shí)上，數(shù)字射線照相和數(shù)碼照相有很多相似的地方，二者全部是有限的像素?cái)?shù)，一般像素尺寸要大于膠片顆粒，因此存在著分辨率以及圖像清晰度問(wèn)題。要對(duì)這些問(wèn)題有效解決，可以利用小焦點(diǎn)或者微焦點(diǎn)放大投影。數(shù)字射線照相速度一般要快于膠片照相，就像數(shù)碼照相芯片速度要快于膠片照相一樣。對(duì)于射線檢測(cè)人員來(lái)講，利用數(shù)字射線照相要更加有利益身體健康。

（2）彼特。黑白數(shù)碼照片一般包含了256個(gè)灰度層。使用8bir的圖像，因?yàn)槿搜蹮o(wú)法對(duì)更小的灰度差進(jìn)行識(shí)別。數(shù)字射線照相一般是12或者16bir的圖像，也就是說(shuō)，在理論上數(shù)字射線照相含有的信息量要超過(guò)人眼看到的信息。這些額外信息能夠不更好的對(duì)圖像進(jìn)行處理，通常用于調(diào)節(jié)亮度以及顯示對(duì)比度。

（3）壓縮。一般在數(shù)碼照相中使用壓縮，主要是為了減少占用文檔空間，但是壓縮以后可能出現(xiàn)偽缺陷，會(huì)和真缺陷互相混淆。

4.1.3 數(shù)字射線照相技術(shù)成像系統(tǒng)及工作原理

（1）底片掃描法。

底片掃描法就是高分辨率掃描射線照相底片，把射線照相底片上的影像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像。數(shù)字化底片影像之后掃面至計(jì)算機(jī)，不但可以保留底片高分辨率的優(yōu)勢(shì)，還能夠利用數(shù)字加強(qiáng)處理方式令射線照相底片信息量有效增加。可以改變這一掃描的像素芯距，擁有良好的空間線性。

（2）CR成像系統(tǒng)。

這一系統(tǒng)并不是將傳統(tǒng)醫(yī)用或者工業(yè)射線膠片對(duì)信息進(jìn)行記錄與顯示，而是應(yīng)用可記錄，并且通過(guò)激光讀取射線影像信息的熒光成像板作為載體，通過(guò)射線曝光以及CR掃描器激光掃描讀取信息，和影像處理軟件配套通過(guò)計(jì)算機(jī)完成處理圖像，進(jìn)一步產(chǎn)生數(shù)字式二維平面圖像。

IP熒光成像板 的主要涂層為熒光成像層，具體功能是在使用過(guò)程中成像板通過(guò)X線攝影產(chǎn)生潛影，在通過(guò)激光掃描形成熒光影像。成像物質(zhì)是輝盡性熒光體。這一物質(zhì)具備了光輝盡發(fā)光特點(diǎn)的物質(zhì)。光輝盡發(fā)光便是記錄最初受到光刺激的信號(hào)，當(dāng)光再次進(jìn)行刺激時(shí)，會(huì)釋放出類似最初光刺激的信號(hào)。

（3）DR成像系統(tǒng)。

DR成像系統(tǒng)也就是數(shù)字射線照相系統(tǒng)，其不同于CR系統(tǒng)，具體是利用影像檢測(cè)器代替工業(yè)射線膠片獲得X射線影像，并且直接轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字影像，與處理影像軟件配合通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)行儲(chǔ)存。

4.2 今后重點(diǎn)應(yīng)用的技術(shù)

在21世紀(jì)初期，以下技術(shù)將會(huì)獲得積極應(yīng)用：（1）在制造、在役檢驗(yàn)與過(guò)程控制方面數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用。（2）具有交換數(shù)據(jù)、利用NDI工作站的計(jì)算機(jī)化的射線檢測(cè)系統(tǒng)。（3）放大微焦點(diǎn)成像的X射線成像檢驗(yàn)系統(tǒng)。（4）低成本、小型CT系統(tǒng)。（5）光電導(dǎo)X射線大面積攝像機(jī)。（6）高靈敏度小型X射線攝像機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

大量工業(yè)實(shí)踐說(shuō)明，在石油化工裝置故障中采用射線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行診斷體現(xiàn)出迅速、直觀與準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能夠確保正常生產(chǎn)以及可靠運(yùn)作，盡量避免非正常停工以及減少停工現(xiàn)象，從而有效減少了因非正常停工造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失，使石油化工裝置安全、長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行得到了有效保證。該技術(shù)除了用于檢測(cè)石油化工裝置故障之外，還能夠評(píng)價(jià)裝置工作情況、優(yōu)化操作、增效挖潛以及完成預(yù)測(cè)維修等。在石油化工裝置無(wú)損檢測(cè)中推廣應(yīng)用射線檢測(cè)技術(shù)，可以迅速提高裝置運(yùn)行水平。因此，該技術(shù)在石油化工領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

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